[发明专利]一种铸造具有高钛含量的钢半成品的方法

说明书

由钢水铸造钢半成品的方法，所述钢半成品具有至少3.5重量％的钛的目标组成。

本发明涉及具有高钛含量的钢半成品的铸造。

FeTiB₂钢因其优异的高弹性模量E、低密度和高抗拉强度而备受关注，这使得它们对于车辆轻量化和安全性一直是当务之急的汽车行业非常有前景。然而，由于与要形成的析出物有关的限制，这些钢难以制造。因此，已经开发了不同的解决方案来生产这样的钢，特别是解决铸造性问题。

US20130174942公开了一种FeTiB₂钢，其包含2.5％w至7.2％w的Ti，其在比所述钢的液相线温度高不超过40℃的铸造温度下铸造。这允许具有细的显微组织。

EP3612657公开了特定的钢组成，其中钢的游离Ti含量为至少0.95％，并且由于该游离Ti含量，钢的组织在低于液相线温度的任何温度下主要保持为铁素体。结果，所述钢的热硬度与现有技术的钢相比显著降低，使得铸造性提高。铸造优选以薄板坯的形式进行。

然而，无论何种铸造方法，都要求钢水以适当的组成、温度和粘度到达出钢站。对于那些特定的等级，这个步骤是最难处理的步骤之一。在炼钢期间，根据炉渣组成和温度，炉渣的一些组分可能析出。在高钛等级的情况下，钛倾向于配分并向炉渣迁移，并且由于钛氧化物倾向于在铸造温度下析出，因此炉渣的结晶速率急剧增加。对于炼钢厂而言，良好的结晶速率是这样的：可以采集熔融金属样品，同时这样的炉渣仍然覆盖熔融金属以避免与空气接触。

因此需要一种允许铸造具有高钛含量(即高于3.5重量％)的钢半成品的铸造方法。

该问题通过根据本发明的方法来解决，其中进行以下步骤：

A/向钢水中添加铝，使得钢水包含至少0.1重量％的铝，

B/向钢水中添加包含铝和/或钙以及任选的镁和CaF₂的无机化合物，以达到并保持以下炉渣组成：其中CaO与Al₂O₃之比(CaO/Al₂O₃)为0.7至2并且所述炉渣包含多至25重量％的CaF₂，

C/向钢水中添加钛以达到目标组成，

D/以半成品的形式铸造钢。

本发明的方法还可以包括分别考虑或根据所有可能的技术组合考虑的以下任选特征：

-添加的铝的量使得钢水包含大于0.2重量％，优选大于0.4重量％的铝

-钢半成品包含满足下式的最小重量百分比的硼：％B≥0.45×％Ti-1.35％

-在步骤A与步骤B之间进行钢水的加热步骤，

-在步骤C之后进行硼的添加的步骤，

-在步骤B期间进行硼的添加，

-在步骤B期间，添加晶石CaF₂以达到CaF₂为6重量％至15重量％的组成，

-在步骤B期间，添加氧化镁以达到炉渣的MgO为5重量％至15重量％的组成。

-在步骤B期间完成无机化合物的添加以达到以下炉渣组成：其中CaO与Al₂O₃之比(CaO/Al₂O₃)为0.9至1.3，

-完成无机化合物的添加以达到以下炉渣组成：其中CaO与Al₂O₃之比(CaO/Al₂O₃)为1.4至2，炉渣还包含6重量％至12重量％的CaF₂，